Erhöhung der Phosphorverdaulichkeit in neuartigen, mit Mais fermentierten Produkten

Von Charmaine D. Espinosa und Hans H. Stein, University of Illinois; und Joseph W. Ward, Fluid Quip Technologies | 27. Juli 2023

Die Formulierung von Aufzuchtfuttermitteln für Neugeborene und Aufzuchtschweine zur Stimulierung der Futteraufnahme und des Wachstums entwöhnter Schweine ist eine Herausforderung, und herkömmliche Proteinquellen stimulieren möglicherweise nicht immer den Appetit oder wirken sich positiv auf die gemessenen Produktionsparameter aus. Das Aufkommen eines neuen funktionellen pflanzlichen Proteins, das fermentiertes Maisprotein, fermentierte Ballaststoffe und verbrauchte Hefekomponenten enthält, bietet Formulierern eine weitere Proteinauswahl für die Formulierung von Nursey-Diäten.

Der Einsatz neuer Verarbeitungstechnologien in der Trockenmahl-Ethanol-Industrie ermöglicht die Fraktionierung der gesamten Schlempe durch mechanische Trennung einiger Nicht-Protein-Komponenten vom Protein, was zur Produktion von Mais-Nebenprodukten führt, die etwa 50 % Rohprotein enthalten. Diese Trenntechnologie wurde von Fluid Quip Technologies entwickelt und heißt Maximized Stillage Co-Products.

Beim Trockenmahlverfahren zur Herstellung von Ethanol dauert der Fermentationsschritt normalerweise 50 bis 55 Stunden. In dieser Zeit wurden eine Reihe von Verbesserungen umgesetzt, darunter die Zugabe von Enzymen, die die Umwandlung von Stärke in Glukose zur Herstellung von Ethanol unterstützen.

Phytase kann eines der Enzyme sein, die hinzugefügt werden, um die Effizienz der Fermentation zu verbessern. Die Verwendung von Phytase während der Fermentation kann sich jedoch auf die Art des Phosphors in Produkten nach der Fermentation auswirken, was anschließend zu einer Veränderung der Konzentrationen von Phytat-gebundenem und nicht-Phytat-P führen kann. Infolgedessen kann dies die Verdaulichkeit und die Konzentration von verdaulichem P im Mais beeinflussen Nebenprodukte aus der Fermentation.

Daher wurde ein Experiment durchgeführt, um die standardisierte Gesamtverdaulichkeit von P in fermentierten Maisprodukten mit hohem Proteingehalt und in den restlichen getrockneten Körnern mit löslichen Stoffen, die aus einer Fermentation ohne oder mit der Verwendung von Phytase hergestellt wurden, zu bestimmen. Ziel dieses Experiments ist es auch, die Hypothese zu testen, dass die Einbeziehung von Phytase während des Fermentationsprozesses die P-Verdaulichkeit in Maisnebenprodukten erhöht, die für die Ethanol-Bioraffinerieproduktion gewonnen werden.

Es wurden drei Quellen für fermentierte Maisprodukte mit hohem Proteingehalt (d. h. CFP-50 %, ET-CFP50 % und ET-CFP60 %) und zwei Quellen für Post-MSC-DDGS beschafft (Fluid Quip Technologies, Cedar Rapids, Iowa). Zwei Quellen für fermentierte Maisprodukte mit hohem Proteingehalt (d. h. ET-CFP50 % und ET-CFP60 %) und eine Quelle für Post-MSC-DDGS (d. h. ET-Post-MSC-DDGS) wurden während des Fermentationsprozesses mit mikrobieller Phytase behandelt Für die beiden anderen Maisnebenprodukte wurde keine Phytasebehandlung durchgeführt. Fünf Diäten wurden formuliert, wobei das Nebenprodukt Mais die einzige P-Quelle in diesen Diäten war, und fünf zusätzliche Diäten wurden ähnlich wie die beiden vorherigen Diäten formuliert, mit der Ausnahme, dass diesen Diäten 500 Einheiten Phytase/kg hinzugefügt wurden. Achtzig Schweine (14,38 ± 1,50 kg) wurden in Stoffwechselboxen gehalten und zehn Diäten mit acht Replikatschweinen pro Diät zugeteilt. Nach der Anpassungsphase wurden 4 Tage lang Stuhlproben entnommen.

ErgebnisseIn Maisnebenprodukten, die während des Fermentationsprozesses mit Phytase behandelt wurden, wurde eine Verringerung der Konzentration von Phytat-gebundenem P und ein anschließender Anstieg der Konzentration von Myo-Inositol beobachtet (Tabelle 1).

Die Enzymbehandlung während der Fermentation reduzierte die P-Ausscheidung im Kot. Die Aufnahme von 500 FTU/kg Phytase in CFP- und Post-MSC-DDGS-Diäten reduzierte die P-Konzentration im Kot; Phytase hatte jedoch keinen Einfluss auf die P-Konzentration im Kot von Schweinen, die mit Futter gefüttert wurden, das die enzymbehandelten Maisnebenprodukte enthielt (Tabelle 2).

Ebenso war der P-Ausstoß bei Schweinen, denen die CFP-Diät nach Phytase-Supplementierung verabreicht wurde, verringert; Die P-Produktion wurde jedoch durch die Phytase-Ergänzung bei Schweinen, die mit anderen Mais-Nebenprodukten gefüttert wurden, nicht beeinflusst. Aufgrund der erhöhten P-Aufnahme war die P-Absorption bei Schweinen, denen eine Diät mit CFP und Post-MSC-DDGS verabreicht wurde, größer als bei Schweinen, die unabhängig von der Phytase-Ergänzung mit anderen Maisnebenprodukten gefüttert wurden.

Die Aufnahme von P erhöhte sich auch, wenn die Nahrung mit Phytase ergänzt wurde. Die scheinbare Gesamtverdaulichkeit und STTD von P in der CFP- und Post-MSC-DDGS-Diät stiegen bei Phytase-Supplementierung; Die Phytase-Supplementierung hatte jedoch keinen Einfluss auf die ATTD und STTD von P in Diäten, die die enzymbehandelten Maisnebenprodukte enthielten.

Abschluss Die Konzentration von Phytat-gebundenem P war geringer und die Myo-Inositol-Konzentration höher in enzymbehandelten Mais-Nebenprodukten, die mit zusätzlichen Enzymen in der Fermentation hergestellt wurden, im Vergleich zu Mais-Nebenprodukten ohne die zusätzlichen Enzyme im Fermentationsschritt. Infolgedessen waren die ATTD und STTD von P in enzymbehandelten Mais-Kokos-Produkten höher im Vergleich zu CFP und Post-MSC-DDGS (ohne Enzymbehandlung).

Eine Nahrungsergänzung mit Phytase erhöhte die ATTD und STTD von P in CFP und Post-MSC-DDGS. Der Zusatz von Phytase zu Diäten hatte jedoch keinen Einfluss auf die P-Verdaulichkeit in enzymbehandelten Mais-Nebenprodukten, was wahrscheinlich darauf hindeutet, dass die Phytase-Behandlung während des Fermentationsprozesses ausreicht, um die P-Verwertung in Mais-Nebenprodukten zu maximieren.

Dennoch ist es wichtig zu verstehen, dass bei einer kommerziell formulierten Diät die Auswirkung der Zugabe von Phytase zur Nahrung auf die Erinnerung an die Diät berücksichtigt werden muss. Die vorliegenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass darauf geachtet werden muss, ob Phytase im Trockenmahlfermentationsschritt verwendet wurde, um die Nahrung genau mit P zu ergänzen und das richtige Nährstoffgleichgewicht des verfügbaren P zu erreichen.

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